Учебное пособие по химии для самостоятельной работы студентов медицинских вузов Рекомендуется для студентов, обучающихся по специальностям
) Титрование слабого основания сильной кислотой
жүктеу/скачать 1,06 Mb.
|
Физико-химические методы (1)
| 4) Титрование слабого основания сильной кислотой
Рассмотрим кривую титрования 10 мл раствора аммиака c С(NH3H2O) = 0,1 моль/л раствором соляной кислоты c С(HCl) = = 0,05 моль/л (рис. 4). 1) В начале титрования рН определяем по формуле для слабых оснований: ; рОН = lg1,34∙1032,87; рН = 14 2,87 = 11,13. 2) При титровании протекает реакция NH3H2O + HCl = NH4Cl + H2O При добавлении 10 мл раствора кислоты с С(HCl) = 0,05 моль/л прореагирует объём щелочи: Таким образом, объём в колбе для титрования составит: 10 + 10 = 20 мл; состав раствора в колбе: останется 10 5 = 5 мл раствора аммиака с С(NH3H2O) = 0,1 моль/ли полученная при реакции соль хлорид аммония (10 мл раствора с С(NH4Сl) = 0,05 моль/л). Смесь слабой кислоты и её соли представляет собой буферный раствор, рН которого определяется константой диссоциации основания и соотношением концентраций компонентов: ; рОН = lg1,8∙105 4,74; рН = 14 4,74 = 9,26. 3) В начале скачка титрования останется 0,1% аммиака, т.е.: V = 10 ∙ 0,001 = 0,01мл. Соответственно прореагирует аммиака: V(NH3∙H2O)реаг = 10 0,01 = 9,99 мл. На реакцию в этот момент будет затрачен объём титранта: Объём в колбе для титрования V = 10 + 19,98 = 29,98 мл. При этом образуется количество соли, эквивалентное затраченному количеству кислоты: (19,98 мл раствора с С(NH4Сl) = 0,05 моль/л). В колбе сохраняется буферный раствор, но с иным соотношением компонентов: рОН = lg1,8∙1087,74; рН = 14 7,74 = 6,26. 4) В точке эквивалентности на полную реакцию с анализируемым аммиаком будет затрачен объём соляной кислоты: Объём в колбе для титрования составит: V = 10 + 20 = 30 мл. При этом в растворе будет присутствовать только продукт реакции – хлорид аммония в количестве, эквивалентном затраченному количеству титранта (20 мл раствора с С(HCl) = 0,05 моль/л). Однако раствор будет разбавлен до объёма 30 мл, поэтому концентрация соли составит: . Эта соль подвергается гидролизу по катиону, который приводит к подкислению раствора: рН = lg4,28∙106 5,37; 5) В конце скачка титрования в колбу будет добавлен избыток 0,1% титранта, т.е.: V(HCl)изб = 20∙0,001 = 0,02 мл. Объём раствора в колбе составит: V = 30 + 0,02 = 30,02 мл. При этом избыток щёлочи подавит гидролиз хлорида аммония, и величина рН будет определяться добавленным избытком кислоты: рН = lg 3,3∙105 4,48. Общий вид кривой титрования представлен на рис. 4. Видно, что при титровании слабого основания сильной кислотой скачок рН существенно меньше и смещён в кислую сторону; точке эквивалентности соответствует значение рН около 5, а скачок рН находится в интервале от 6,3 до 4,5, т.е. полностью располагается в слабокислой среде. Чем слабее анализируемое основание, тем меньше скачок титрования и тем в большей степени он смещён в кислую область. Для фиксирования точки эквивалентности могут быть использованы индикаторы, интервалы перехода окраски которых располагаются в слабокислой области, например, метилоранж( = 3,7, интервал рН от 3,1 до 4,4) или метилрот ( = 5,5, интервал рН от 4,4 до 6,2). Использование индикатора фенолфталеина ( 8,5, интервал от 8,2 до 9,8) приведет к заниженным результатам титрования, а применение индикатора тимоловый синий ( 1,7, интервал от 1,2 до 2,8) к завышенным. Аналогичный вид имеют и кривые титрования растворов солей, имеющих щелочную реакцию среды (например, СН3СООK, Na2CO3) сильными кислотами. Рис. 4. Кривая титрования слабого основания (NH3∙H2O) сильной кислотой (HCl). жүктеу/скачать 1,06 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|